基于时域脉冲反射法的电缆故障测距研究
由于电缆的使用环境具有多样性和广阔性，其发生故障后，影响范围广并且很难确定故障的类型和具体位置，从而带来巨大的经济损失。因此人们迫切需要一种测试精度高，盲区小，操作简便，节省查找故障人力的电缆故障测距系统。在电缆发生故障后，能够快速找到电缆故障位置和故障类型，缩短抢修时间，减少因停电带来的经济损失。
本文根据电磁波的传输特性及其在阻抗不匹配点的反射特性，利用时域脉冲反射法原理，提出了以STM32和EP3C25为核心的系统整体设计方案。采用STM32输出PWM波直接驱动MOSFET管开关的方式产生多种脉宽的极窄测试脉冲，保证了系统足够的测量范围。为了能将系统对故障定位的误差及测试盲区减少到最小，本文对时域反射波形特点及高速数据采集及处理系统的进行分析，确立了单次采样率50MSPS的单通道多次数据采集方式，并将AD采集得到的数据同步存储到EP3C25的内嵌双口RAM中;
然后利用小波变换，将采集到的信号进行消噪处理，并根据模极大值法搜寻出测试脉冲与反射脉冲的小波系数的模极大值，得到两个极大值数据点之间的采样间隔点数目，根据采样步长和间隔点数目确定出反射波在电缆中传播的时间，再根据路程速度时间公式计算出故障点的位置。最后STM32在双口RAM中读取故障距离的数据，驱动四位晶体显像管并显示故障距离。
本文完成了对系统逻辑控制、采样过程、系统时钟及数路处理过程中的时序同步功能进行了仿真，并对采集到的试验信号数据进行消噪分析。仿真时序和试验结果表明:在行波速度200m/μs的情况下，该系统能够达到100MSPS采样率，从而满足误差1m的系统性能指标要求。整个系统具有测量精度高、测距盲区小、检测范围广、操作简便等特点，适合用于电缆故障的类型诊断与测距。
时域脉冲反射法;MOSFET驱动;时序仿真;数据采集;小波变换;电缆故障测距
哈尔滨理工大学
硕士
电力系统及其自动化
周封
2012
中文
TM855
56
2013-08-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）